Respuesta rápida a las catástrofes naturales
Motivación:
La experiencia de KeckCAVES ha demostrado que la visualización inmersiva en 3D es una poderosa herramienta para la investigación científica. Hay una gran oportunidad en la aplicación de los programas y métodos desarrollados, y las lecciones aprendidas, a los problemas sensibles al tiempo que afectan directamente a la sociedad en general. En concreto, este subobjetivo del proyecto global CI-TEAM pretende aplicar el software de visualización inmersiva a la respuesta oportuna a catástrofes naturales como terremotos, corrimientos de tierra, incendios forestales, roturas de presas, etc.
El elemento común de la mayoría de estos tipos de catástrofes es que afectan a las personas que se encuentran en la superficie de la Tierra, a diferencia de la corteza o el manto que se encuentran debajo de ella, o de la atmósfera que se encuentra por encima. Esto significa que los tipos de datos que se encuentran con más frecuencia en la respuesta a estas catástrofes, y que son más útiles, son conjuntos de datos en 2,5D, como escaneos de alta resolución de un entorno que está sufriendo un cambio rápido y desastroso, como el levantamiento o las sacudidas debidas a un terremoto.
Actividades principales:
El desarrollo en esta área del proyecto se centró en la mejora del software de visualización inmersiva aplicable a los tipos de datos que suelen encontrarse en la respuesta a las catástrofes, es decir, geometrías 3D en la superficie terrestre o muy cerca de ella, y en la formación de los usuarios específicamente en escenarios de respuesta rápida. Los estudiantes y los posdoctorados apoyados por este proyecto viajaron a zonas afectadas por catástrofes naturales, como Baja California tras el terremoto de El Mayor-Cucapah de 2010 y el valle de Napa tras el terremoto del sur de Napa de 2014, y recopilaron grandes cantidades de datos en 3D utilizando escáneres láser terrestres de alta resolución y empleando una nueva técnica denominada «estructura a partir del movimiento» en la que se utiliza una cámara digital para crear imágenes superpuestas de las que se deriva un escaneo en 3D. A continuación, los estudiantes crearon mapas detallados del desplazamiento dentro y fuera de las líneas de falla implicadas utilizando el software KeckCAVES, incluyendo Crusta y LiDAR Viewer.
Para apoyar su trabajo de análisis, se desarrolló un nuevo marco informático basado en el formato de almacenamiento de nubes de puntos de LiDAR Viewer, jerárquico y con múltiples resoluciones, que permite a los usuarios no informáticos desarrollar sus propias herramientas de filtrado y análisis estadístico utilizando el popular lenguaje de programación Python. La aplicación de globo virtual Crusta se amplió con un módulo para deformar de forma interactiva, y deshacer la deformación debida a los terremotos, conjuntos de datos topográficos en 3D de alta resolución basados en modelos de la geometría de las fallas subterráneas en 3D.
Objetivos específicos:
Los objetivos eran participar en los esfuerzos de RSR basados en la RV, establecer la ciberinfraestructura necesaria para la RSR mediante el desarrollo de nuevas herramientas de software, y formar a los estudiantes en el flujo de trabajo de la RSR utilizando herramientas de IC.
Resultados significativos:
El desarrollo de software realizado en esta área del proyecto dio lugar a nuevas versiones de los paquetes de software LiDAR Viewer de KeckCAVES, incluida su nueva interfaz de programación informática basada en puntos, y Crusta. El equipo ha desarrollado nuevos métodos para extraer la estructura a partir del movimiento utilizando fotografías superpuestas para desarrollar estructuras en 3D.
El principal caso de estudio fue el terremoto de magnitud 6,0 de 2014 en el sur de Napa, que se produjo a tan solo una hora en coche de Davis y mostró una ruptura en la superficie, lo que lo convirtió en un objetivo principal para las herramientas RSR del grupo CI-TEAM. Se estableció un equipo que envió a los estudiantes al campo para la recogida de datos a las pocas horas del terremoto, y continuó trabajando durante varios meses, lo que dio lugar a la recogida de datos, al desarrollo de nuevas técnicas y a publicaciones dirigidas por los estudiantes y revisadas por sus colegas utilizando la tecnología KeckCAVES. El trabajo se realizó tanto en abierto, con observaciones publicadas en Twitter inmediatamente después del evento, como utilizando herramientas de colaboración empresarial como Evernote y Slack para organizar el flujo de trabajo. El equipo desarrolló un cuaderno KMZ con fotos específicas del lugar para su uso en Google Earth. Se está preparando una publicación dirigida por los estudiantes para proporcionar un manual de uso de las técnicas de estructura a partir del movimiento para la RSR.
Principales resultados u otros logros:
Además de la respuesta al evento RSR, el equipo desarrolló herramientas para su uso en el aula de geología: véase Visualización inmersiva en el aula para más información.
